JPH03115894A - 濾過装置 - Google Patents

濾過装置

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JPH03115894A
JPH03115894A JP2090030A JP9003090A JPH03115894A JP H03115894 A JPH03115894 A JP H03115894A JP 2090030 A JP2090030 A JP 2090030A JP 9003090 A JP9003090 A JP 9003090A JP H03115894 A JPH03115894 A JP H03115894A
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filter element
filter
cooling
filter elements
manifold
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JP2090030A
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Stephen A Geibel
スティーヴン・アーサー・ゲイブル
Mark F Hurwitz
マーク・フランシス・ラーヴィッツ
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Pall Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • G—PHYSICS
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    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/004—Pressure suppression
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2273/00—Operation of filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2273/30—Means for generating a circulation of a fluid in a filtration system, e.g. using a pump or a fan
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ←）産業上の利用分野 本発明は流体の濾過、特にフィルタ要素により流体を濾
過すること及びフィルタ要素から熱を取り除くことに関
する。
（ロ）従来の技術及び解決すべき課題 原子カプラントにおいては、原子炉及び原子にト厚の壁
部を有する補強コンクリートで建てられ、かつ放射性物
質を捕捉し事故の影響から外部環境を保護する。
不運にも、十分に高い圧力が発生し事故が生じた場合に
は、格納建造物は破壊するかも知れない。
この場合放射性物質は広い範囲にわたり拡散し、破壊さ
れた格納建造物内に残った放射性物質は外部の環境にさ
らされることになる。
ぐ９課題を解決するための手段 本発明は格納用建造物の排気装置を提供する。
この装置は、マニホールドと、格納用建造物及びマニホ
ールドの間を連通しかつ格納用建造物内の圧力が所定の
圧力を越えた時開放する部材を備えた排気孔と、マニホ
ールドに取り付けられた複数のフィルタ要素と、そして
フィルタ要素を対流により冷却してフィルタ要素の温度
を所定の温度以下に維持する装置を備えている。
定常の運転状態及び格納建造物内の圧力が所定の値を越
えない程度の異常事態の間は排気部材は排気孔を閉じた
状態を保持し、格納建造物の内部を外部から絶縁する。
しかしながら、格納建造物の内部圧力が所定の圧力以上
に上昇するような事故が生じた場合は、排気部材が排気
孔を開放するその時高圧ガスは排気孔を通りかつフィル
タカートリッジを通って散出する。ガスの放出は格納建
造物内の圧力を減少させ、それにより、格納建造物が破
壊するという危険が減少する。
ガスをフィルタカートリッジを通して流動させることに
より、ガスにより生じた放射性粒子がフィルタカートリ
ッジに捕捉されそして環境の汚染を防止する。捕捉され
た粒子の放射性化学元素は、崩壊する時に、フィルタ要
素の温度を上昇させる熱を発生する。粒子状物質が溶解
し又は蒸発しフィルタ要素を通過するのを防ぐため及び
フィルタ要素が溶融するのを防ぐため、冷却装置がフィ
ルタ要素を通過する空気のような流体の流れを発生して
フィルタ要素を冷却する。従って、フィルタ要素の温度
を所定の温度すなわち、フィルタ要素の溶融点又はフィ
ルタ要素に捕捉された放射性物質の蒸発点以下に維持す
ることが可能になる。冷却装置の一例としてフィルタ要
素の配列がある。この配列はフィルタ要素の温度を自然
対流により所定の温度に制限するに十分な距離だけフィ
ルタ要素を相互に離隔する。フィルタ要素の配列を個別
に又はいっしょに使用することができる別の冷却装置は
自然対流による通風力を生じる冷却塔の如き構成又は強
制対流により空気の流れを発生してフィルタ要素を冷却
する如き装置を備えている。
本発明はまた、濾過装置を提供し、この装置は、人口を
有するマニホールドと、マニホールドに取り付けられた
複数のフィルタ要素と、及びフィルタ要素を対流により
冷却しフィルタ要素の温度を所定の温度に制限する装置
とを備えている。
本発明はまた、濾過方法をも提供し、この方法は、流体
を複数のフィルタ要素に通過させる段階と、フィルタ要
素を対流により冷却してフィルタ要素の温度を所定の温
度に制限する段階とがら成っている。従って、フィルタ
要素が流体を濾過するにつれて、フィルタ要素はその温
度を制限するように対流により冷却される。
に）実施例 第１図に示すように、本発明を例示として全体に示した
濾過装置１０は、マニホールド１１と、いくつかのフィ
ルタ要素１２と、フィルタ要素１２を対流により冷却す
る装置とを備えている。マニホールド１１は、マニホー
ルド１１の中に流体を入れるための人口１３を有し、フ
ィルタ要素１２の間に流体を配分するように作用する。
粒子状物質は、流体がガスの場合には固体粒子と同様に
液状飛沫を含んでおり、フィルタ要素１２を通って流動
するにつれて流体から取り除かれる。冷却装置は空気の
ような冷却流体の流れをフィルタ要素１２に沿って発生
させることによりフィルタ要素を対流的に冷却するよう
に作用する。
本発明の実施例としての濾過装置１ｏは多くの適用性を
有している。例えば、この装置は構成成分が濾過される
時に成分が引きつづき反応しそれによりフィルタ要素が
熱を発生するような化学的処理におけるフィルタとして
使用されてもよい。そのような化学的処理の一例は燃焼
又は酸化しつつある炭の灰を収集する場合である。しか
しながら、濾過装置１０は原子カプラントの格納建造物
の排気装置に特に有用性がある。第１図に示す通り、排
気装置は、マニホールド１１に加えて、フィルタ要素１
２、冷却装置、格納建造物１５の内部とマニホールド１
１の間を連結する排気孔１４とを備えている。
破断可能な円形板又はばね作動式の弁のような排気部材
１６は、格納建造物１５内部の圧力が所定の値以下であ
る場合には排気孔１４を閉鎖し、そして格納建造物１５
内部の圧力が所定の値を越えた場合に排気孔１４を開く
。
正常な運転状態又は格納建造物１５内の圧力が所定の値
以下に保持される程度の異常事態の間は、排気部材１Ｂ
は排気孔１４を閉じた状態に保持し格納建造物１５の内
部を外部から絶縁する。事故が格納建造物１５の内部の
圧力を所定の値以上に上昇させるに十分な程度のもので
ある場合には排気部材１６は排気孔１４を開放する。こ
の時高圧ガスは排気孔１４を通すマ二ホールド１１に入
りフィルタカートリッジ■２を通過して格納建造物１５
から散出する。
ガスの放出は格納建造物１５の内部の圧力を減少し、そ
れにより、格納建造物１５が破壊する危険を減少する。
ガスをフィルタカートリッジ１２に通すことにより、ガ
スにより生じる放射性粒子状物質はフィルタカートリッ
ジ１２に捕捉される。フィルタ要素１２内の放射性物質
の捕捉により、環境は放射性物質のない状態を維持する
。さらに、放射性物質を含む取り外し可能に取り付けら
れたフィルタ要素は比較的容易にかつ安全に取り外し可
能であり保管が可能であるため洗浄が容易である。しか
しながら、捕捉された粒子状物質内の放射性化学元素が
崩壊するにつれて、それらは熱を発生させる。その熱は
フィルタ要素１２を破損させ又は粒子状物質を溶解させ
るか蒸発させる可能性がある。
ガスを効果的に濾過しかつ捕捉された放射性物質により
熱が発生しているにもかかわらず温度を制限するために
、フィルタ要素１２は種々の態様であってもよい。各々
のフィルタ要素１２は全体的に中空の円筒状で、ひだ付
きの形状を有しかつ、第２図に示すような多孔性の金属
製フィルタ媒体１７を備えていることが望ましい。平坦
なパック又は円板のような別の形状も適用可能であるが
、中空で、円筒状のひだ付きの形状であることが望まし
い。なぜならそのような形状のものは大きな濾過表面積
を有しているからである。重合体のフィルタ媒体のよう
な他のフィルタ媒体も、温度が十分に低いレベルに維持
され得るならば適用可能であるが、金属製の媒体が望ま
しい。金属製の媒体は破損せずに高温にも耐え得るから
である。さらに、金属製媒体は高い温度伝達性を有する
ため、他のフィルタ媒体よりもより効果的に熱を放出す
る。
適切な多孔性フィルタ媒体の一例は焼結されたステンレ
ス鋼から形成された繊維状の金属媒体である。フィルタ
要素１２はさらにひだ付きのフィルタ媒体１７の内部の
周りに配設されたコア１８を備え付加的な支持を与える
。ケージ１９がひだ付きのフィルタ媒体１７の外側に配
設されて媒体を保護しかつ外方に向って流れるガスの力
に抗して媒体１７を支持させてもよい。フィルタ媒体１
７の対流冷却体との干渉を最少限にするために、ケージ
１９は広い開口部であって例えば７０％の開口面積を有
していることが望ましい。
フィルタ要素１２はマニホールド１１に取り外し可能に
取り付けられていることが望ましい。フィルタ要素は、
ガスがフィルタ要素を内側から外側へ通過するようにマ
ニホールドの内部に取り付けら素１２を、第３図に示す
通り、マニホールド１１の外側に伸長させひだ付きのフ
ィルタ媒体１７に不浸透性の端部キャップ２０をかぶせ
ることが望ましい。
ガスはこの場合はフィルタ要素１２の内側から外側へ通
過して流動する。フィルタ要素はその軸線が水甲となる
ように揃っていることが望ましい。
フィルタ要素１２はマニホールド１１から片持ち梁りと
するよりも端部キャップ２０を支持構造（図示せず）に
取り付けてもよい。さらに、フィルタ要素の外表面は、
フィルタ要素１２を最も効果的に冷却するように大気中
に露出させることが望ましい。
フィルタ要素１２は密閉箱の中に収納してもよい。
例えば、排気装置が作動していない時にはフィルタ要素
１２を不活性気体中に維持させたい場合である。しかし
ながら、排気装置が作動中の場合は、支持構造又は密閉
箱は、フィルタ要素１２を通る空気に対していかなる抵
抗も与えないことが望ましい。加えるに、密閉箱は破断
可能な囲い板を備えていてもよい。
さらにフィルタ要素１２を保護するため及び捕捉された
放射性物質により発生する熱で粒子状物質の溶融又は蒸
発を防ぐため、フィルタ要素１２は対流により冷却され
る。対流による冷却は適切な方法でなされてもよいが、
冷却装置が、フィルタ要素１２の温度を自然対流により
所定の温度に制限するに十分な距離だけフィルタ要素を
相互に離隔したフィルタ要素の配列を備えていることが
望ましい。第１図及び第２図に示す通り、この配列は規
則的な配列であることが望ましい。フィルタ要素の間の
間隔は、フィルタ要素に対する最大の所望温度を決定し
かつフィルタ要素１２に対する最悪の熱負荷を仮定して
従来の伝熱法により計算することができる。
例えば、余熱負荷を５０ｋＷと仮定すると、所望の最高
温度は３００℃となる。焼結されたステンレス鋼の繊維
から形成されかつ５．７ｃｍ　（２１／４インチ）の外
径を有し円周」−に１２．７ｍｍ　（１／　２インチ）
深さの４０ケ所のひだを配列したフィルタ要素に対して
は、直線にして約８５Ｊｍ　（２８０フイート）のフィ
ルタ要素となる。各要素が１．８３ｍの長さである場合
には、相互に約１１．４ｍ　（４１，／２インチ）離間
した中心軸線を有する約４７個のフィルタ要素の正規配
列が得られる。
フィルタ要素１２の他の配列又は付加的な配列として、
冷却装置は空気の通風を生ずる通風タワーのような構造
物２１を備えていてもよい。この場合はフィルタ要素１
２は対流で冷却されるように通風中に位置決めされる。
冷却装置は、空気の流れを発生させるブロア又はファン
のような機器２２を備えていてもよい。この場合には、
フィルタ要素１２は強制対流で冷却されるように空気流
中に位置される。フィルタ要素の配列は望ましいが、不
慮の事故を考慮して・、ブロアの動力として電気エネル
ギは使用しない方がよい。
本発明は、特定の実施例について記載されているが、こ
れ等の実施例に限定されるものではない。
本発明により達成される他の実施例や修正が、当業者に
おいては可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の濾過装置及び排気装置を図解
した図、第２図は第１図のフィルタ要素の断面図、及び
第３図は第１図のマニホールドとフィルタ要素の側面図
である。 １０：濾過装置　　　　　　１１：マニホールド１２：
フィルタ要素　　　　１３：人　ロ１４：排気孔　　　
　　　　１５：格納建造物１７： フィルタ媒体 １８： コ ア １９：ケージ ２０：端部キャップ ２１：構造物 ２２： フロア （外４名）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、入口を有するマニホールドと、 該マニホールドに取り付けられた複数のフィルタ要素と
    、及び 該フィルタ要素を対流により冷却し該フィルタ要素の温
    度を所定の温度に制限する装置とを備えている濾過装置
    。 ２、該フィルタ要素が該マニホールドの外側に伸長して
    いることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。 ３、該フィルタ要素が該マニホールドに分離可能に取り
    付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の
    濾過装置。 ４、該冷却装置が、該フィルタ要素の温度を自然対流に
    より所定の温度に制限するのに十分な距離だけ相互に該
    フィルタ要素を離隔するフィルタ要素の配列を備えてい
    ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
    濾過装置。 ５、該冷却装置が通風力を発生させる構造を備えかつ該
    フィルタ要素が通風中に配設されていることを特徴とす
    る請求項１乃至３のいずれかに記載の濾過装置。 ６、該構造がタワーを備えていることを特徴とする請求
    項５に記載の濾過装置。 ７、該冷却装置が、強制対流により該フィルタ要素を冷
    却するように該フィルタ要素と協働的に配列された装置
    を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
    かに記載の濾過装置。 ８、該装置が該フィルタ要素に空気流を強制的に送るブ
    ロワを備えていることを特徴とする請求項７記載の濾過
    装置。 ９、各々の該フィルタ要素が、多孔性の金属製フィルタ
    媒体であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか
    に記載の濾過装置。 １０、該金属製フィルタ媒体が全体として中空の円筒形
    にひだ付けされかつ形成されていることを特徴とする請
    求項９記載の濾過装置。 １１、各々の該フィルタ要素が、該マニホールドに取り
    付けられて該フィルタ要素の内側と外側を通るガスの流
    れを濾過し、従って、該フィルタ要素の内側に上流面を
    該フィルタ要素の外側に下流面を画成し、そして、該冷
    却装置は該フィルタ要素と協働して該フィルタ要素の下
    流面に沿ってガスの流れを方向付けすることを特徴とす
    る請求項１乃至１０のいずれかに記載の濾過装置。 １２、流体を複数のフィルタ要素に通過させる段階と、 該フィルタ要素を対流により冷却して該フィルタ要素の
    温度を所定の温度に制限する段階と、から成ることを特
    徴とする濾過方法。 １３、該フィルタ要素を対流により冷却する段階が、自
    然対流により該フィルタ要素を冷却することを含む請求
    項１２記載の濾過方法。 １４、該フィルタ要素を対流により冷却する段階が、強
    制対流により該フィルタ要素を冷却することを含む請求
    項１２記載の濾過方法。 １５、該フィルタ要素の冷却が、各々のフィルタ要素の
    温度を自然対流により所定の温度に制限するのに十分な
    距離だけ該フィルタ要素を相互に離間することを含む請
    求項１２記載の濾過方法。 １６、流体を複数のフィルタ要素に通過させる段階が、
    ガスを中空のフィルタ要素の上流面から下流面へ通過さ
    せることから成り、そして、該フィルタ要素の冷却によ
    りガスが該フィルタ要素の下流面に沿って流れることを
    含む請求項１２乃至１５のいずれかに記載の濾過方法。 １７、格納用建造物の排気装置であって、該排気装置が
    、 マニホールドと、 閉鎖された建造物とマニホールドとの間を連通しかつ該
    格納用建造物の内圧が所定の値を越えた時、開放する部
    材を備えた排気孔と、 該フィルタ要素を対流により冷却して該フィルタ要素の
    温度を所定の温度以下に維持する装置と、を備えている
    ことを特徴とする排気装置。 １８、該部材が破断可能な円形板を備えていることを特
    徴とする請求項１７に記載の排気装置。 １９、各々の該フィルタ要素が全体的に中空の円筒形を
    有しかつひだの付いた多孔性の金属製フィルタ媒体を備
    えそして、該冷却装置が、各フィルタ要素の温度を自然
    対流により所定の値に制限するに十分な距離だけ該フィ
    ルタ要素を相互に離隔するフィルタ要素の配列を備えて
    いることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の排気
    装置。 ２０、該フィルタ要素がマニホールドに取り付けられて
    該フィルタ要素の内側及び外側を通って流動するガスを
    濾過し、従って、該フィルタ要素の内側が上流面を外側
    が下流面を画成し、そして、該冷却装置が該フィルタ要
    素の下流面に沿うガスの流れを発生させることを特徴と
    する請求項１９記載の排気装置。
JP2090030A 1989-04-04 1990-04-04 濾過装置 Pending JPH03115894A (ja)

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US07/333,039 US5318606A (en) 1989-04-04 1989-04-04 Filtration system
US333039 1989-04-04

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JPH03115894A true JPH03115894A (ja) 1991-05-16

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ID=23301003

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EP (1) EP0391659B1 (ja)
JP (1) JPH03115894A (ja)
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